Student VUT Brno designed and manufactured prosthetic eye on a 3D printer from MCAE Systems
For years, prosthetics have been working to make artificial eyes that serve as a replacements for visuals disabilities, they looked real. Machine-made eye replacements are still a big challenge.
Zrakově postižený student VUT v Brně, Ondřej Vocílka, letos přišel s revolučním nápadem vyrobit oční protézu pomocí 3D tisku. A u MCAE Systems našel tu nejvhodnější 3D tiskárnu - Stratasys J750 s technologií PolyJet.
Přednáška o technologiích 3D tisku na FSI VUT v Brně Ondřeje Vocílku zaujala natolik, že začal přemýšlet o jejím využití při výrobě oftalmologických protéz a jak by je bylo možné co nejvíce přizpůsobit pacientům. Po dohodě s přednášejícím se začal tomuto tématu věnovat ve své bakalářské práci.
Standardně se oční protézy vyrábí ručně ze skla či akrylátu, a tak estetický dojem celé protézy závisí zejména na zkušenostech a šikovnosti protetika. Nejnáročnější částí ruční výroby je duhovka, protože se musí co nejvíce podobat zdravému oku pacienta. Toho je však konvenčními způsoby obtížné dosáhnout.
![]() | |
Ondřej se ve své práci zabývá výrobou prototypu oční protézy pomocí 3D tisku na bázi modelu získaného skenováním své ručně vyrobené starší protézy z PMMA. Model byl modifikován v programu 3ds Max 2017. Tímto postupem bylo vymodelováno jádro protézy s texturou, která byla vytvořena z fotografie oka. Vytištěné jádro oční protézy bylo dále zalito čirým akrylátem, aby se vytvořil zdravotně nezávadný povrch.
Samotná výroba jádra náhrady byla realizována na 3D tiskárně Stratasys J750 s technologií aditivní výroby PolyJet (technologie pro přesný 3D tisk modelů nanášením fotopolymeru a jeho vytvrzováním UV zářením). Tato tiskárna je díky svým možnostem ideální pro takto náročný tisk. Zde do procesu vstupuje MCAE Systems, která 3D tiskárny značky Stratasys nabízí na českém a slovenském trhu.
3D tiskárna Stratasys J750 umožňuje míchat a kombinovat plnobarevné přechody spolu s nebývalým rozsahem volby materiálů. Nabízí výběr z více než 360.000 různých barevných odstínů a mnoho materiálových vlastností, od tuhých po pružné nebo od neprůhledných po průhledné. Tato tiskárna je dosud jediná na světě, která zhotovuje plnobarevné, multimateriálové prototypy a díly v rámci jedné tiskové úlohy, což výrazně urychluje tvorbu realistických modelů, prototypů a dílů pro prakticky libovolné aplikační potřeby včetně aplikací v oblasti medicíny.
![]() | |
3D tiskárna měla při tisku duhovky na prototypu vynikající výsledky. Stále ale chybělo jemné oční žilkování a nebyla přidána ani žádná povrchová úprava, která by napodobila lesk skutečného lidského oka. Tyto problémy Ondřej vyřešil přidáním vyčesané červené bavlny a vrstvy plexiskla na povrch prototypu, podobně jako se to řeší u běžných akrylových protéz.
Celý proces 3D tisku jádra oční protézy zabere asi hodinu a půl, zatímco výroba klasické akrylové protézy trvá zhruba osm hodin a příprava skleněné protézy může být pro pacienta připravena do dvou hodin. V České republice se standardní cena oční protézy pohybuje v rozmezí od 2 000 do 3 000 korun, zatímco v Anglii tato částka činí v přepočtu až 90 000 korun. Náklady na tisk jádra prototypu nebyly vyšší než 850 Kč, po započtení práce při aplikaci povrchové vrstvy byla cena prototypu srovnatelná s ruční výrobou.
![]() |
Ondřejova 3D tištěná protéza je zatím jen základní, jednoduchý prototyp, který neprošel žádnými zdravotními testy, a měl za úkol zejména prověřit vhodnost technologie. V současné době pracuje na vývoji efektivnějšího způsobu výroby a konečným cílem je protéza vyrobená jen 3D tiskem, která by byla i výrazně levnější. Jednou z dalších možných výhod je ukládání modelů protéz do databáze. Po skončení životnosti tak lze jednoduše protézu znovu vytisknout na 3D tiskárně a poslat pacientovi.
- autor:
- MCAE Systems, s. r. o.